JP5051233B2 - 表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、無電力下で画像の表示を維持できる表示装置及びその駆動方法に関する。

近年、各企業及び各大学等において、電子ペーパーの開発が盛んに進められている。電子ペーパーが期待されている応用市場として、電子書籍を筆頭に、モバイル端末機器のサブディスプレイやＩＣカードの表示部等、多用な応用携帯機器が提案されている。電子ペーパーの有力な表示方式の１つに、コレステリック相が形成される液晶組成物（コレステリック液晶）を用いた表示素子がある。コレステリック液晶は、半永久的な表示保持特性（メモリ性）、鮮やかなカラー表示特性、高コントラスト特性、及び高解像度特性等の優れた特徴を有している。

コレステリック液晶は双安定性（メモリ性）を備えており、液晶に印加する電界強度の調節によりプレーナ状態、フォーカルコニック状態又はプレーナ状態とフォーカルコニック状態とが混在した中間的な状態のいずれかの状態をとることができ、一旦プレーナ状態又はフォーカルコニック状態になると、その後は無電力下においても安定してその状態を保持する。

プレーナ状態は、所定の高電圧を印加して液晶に強電界を与えた後に急激に電界をゼロにすることにより得られる。フォーカルコニック状態は、例えば、上記高電圧より低い所定電圧を印加して液晶に電界を与えた後に急激に電界をゼロにすることにより得られる。プレーナ状態とフォーカルコニック状態とが混在した中間的な状態は、例えば、フォーカルコニック状態が得られる電圧よりも低い電圧を印加して液晶に電界を与えた後、急激に電界をゼロにすることにより得られる。

コレステリック液晶を用いたフルカラー表示が可能な液晶表示素子は、表示面から順に、青色（Ｂ）表示部と、緑色（Ｇ）表示部と、赤色（Ｒ）表示部とが積層された構造を有している。
コレステリック液晶を用いた液晶表示素子の表示原理を、Ｂ表示部１４６ｂを例にとって図１９を用いて説明する。図１９（ａ）は、Ｂ表示部１４６ｂのＢ用液晶層１４３ｂがプレーナ状態におけるコレステリック液晶の液晶分子１３３の配向状態を示している。図１９（ｂ）は、Ｂ表示部１４６ｂのＢ用液晶層１４３ｂがフォーカルコニック状態におけるコレステリック液晶の液晶分子１３３の配向状態を示している。

図１９（ａ）に示すように、プレーナ状態での液晶分子１３３は、基板厚方向に順次回転して螺旋構造を形成し、螺旋構造の螺旋軸は基板面にほぼ垂直になる。プレーナ状態では、液晶分子の螺旋ピッチに応じた所定波長の入射光Ｌが選択的に液晶層で反射される。液晶層の平均屈折率をｎとし、螺旋ピッチをｐとすると、反射が最大となる波長λは、λ＝ｎ・ｐで示される。

従って、Ｂ表示部１４６ｂのＢ用液晶層１４３ｂでプレーナ状態時に青色の光を選択的に反射させるには、例えばλ＝４８０ｎｍとなるように平均屈折率ｎ及び螺旋ピッチｐを決める。平均屈折率ｎは液晶材料及びカイラル材を選択することで調整可能であり、螺旋ピッチｐは、カイラル材の含有率を調整することにより調節することができる。

一方、図１９（ｂ）に示すように、フォーカルコニック状態での液晶分子１３３は、基板面内方向に順次回転して螺旋構造を形成し、螺旋構造の螺旋軸は基板面にほぼ平行になる。フォーカルコニック状態では、Ｂ用液晶層１４３ｂに反射波長の選択性は失われ、入射光Ｌの殆どが透過する。透過光はＲ表示部の下基板裏面に配置された光吸収層で吸収されるので暗（黒）表示が実現できる。

このように、コレステリック液晶では、螺旋状に捻られた液晶分子１３３の配向状態で入射光Ｌの反射透過を制御することができる。上記のＢ用液晶層１４３ｂと同様にして、Ｇ用液晶層及びＲ用液晶層に、プレーナ状態時に緑又は赤の光を選択的に反射させるコレステリック液晶をそれぞれ封止してフルカラー表示の表示部が作製される。

図２０は、各液晶層のプレーナ状態での反射スペクトルの一例を示している。横軸は、反射光の波長（ｎｍ）を表し、縦軸は、反射率（白色板比；％）を表している。Ｂ用液晶層１４３ｂでの反射スペクトルは図中▲印を結ぶ曲線で示されている。同様に、Ｇ用液晶層での反射スペクトルは■印を結ぶ曲線で示し、Ｒ用液晶層での反射スペクトルは◆印を結ぶ曲線で示している。

図２０に示すように、各液晶層のプレーナ状態での反射スペクトルの中心波長は、Ｂ、Ｇ、Ｒの順に長くなるので、コレステリック液晶の螺旋ピッチは、Ｂ用液晶層、Ｇ用液晶層、Ｒ用液晶層の順に長くなる。このため、Ｂ用液晶層、Ｇ用液晶層、Ｒ用液晶層におけるコレステリック液晶のカイラル材の含有率は、Ｂ用液晶層、Ｇ用液晶層、Ｒ用液晶層の順に低くする必要がある。

一般に、反射波長が短くなるほど、液晶分子を強く捻って螺旋ピッチを短くする必要があるのでコレステリック液晶中のカイラル材の含有率は高くなる。また、一般に、カイラル材の含有率が高くなるほど駆動電圧が高くなる傾向がある。また、反射帯域幅Δλはコレステリック液晶の屈折率異方性Δｎが大きくなるに従って大きくなる。

コレステリック液晶を用いた液晶表示素子は、表示のメモリ性を有しており、電力が供給されない状態で画像の表示を半永久的に保持して、メモリ表示することができる。これにより、同一の画像を長時間メモリ表示するといった使い方に好適である。しかし、当該液晶表示素子は、画像を長時間表示すると、表示中の画像を次画像に書換えたときに、前の画像がうっすらと残像として残ってしまう、いわゆる、焼付きが発生してしまうという問題があった。

焼付きの原因としては、水分、イオン性不純物又は液晶と基板界面との相性等による影響が要因として考えられる。焼付きを防止するためには、液晶材料の精製度や界面状態の安定性等、非常に高い安定性が要求される。
このような焼付きを緩和すべく、タイマや光センサを備え、時間の経過や周辺環境の明るさを検出し、検出結果に応じて画面をスタンバイ状態（オフ表示）にして焼付きを防止する方法が提案されている。

また、コレステリック液晶は、周辺温度が高いほど焼付度合が強いと考えられる。このため、液晶表示素子周辺の温度を取得し、単位時間当たりの温度変化が所定値以上の温度上昇を検出した場合に、画面の表示をスタンバイ状態にする、あるいは、画面の全面が真黒なフォーカルコニック状態等による焼付き防止パターンを表示することによって焼付きを抑制する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

さらに、画像をメモリ表示中に一定時間毎にコレステリック液晶の配向が電圧印加方向に略平行になるような電圧をコレステリック液晶に印加した後に、表示していた画像を再表示させるシーケンスを実行してリフレッシュ（再書込み）することにより、画像の焼付きを未然に防ぐ方法が提案されている。例えば、７セグメントにより複数の桁が形成されたモノクロ表示を有し、コモン電極が桁単位に分離して設けられたメモリ型液晶表示装置において、一定時間毎にリフレッシュを行うことにより焼付きを防ぐ方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００４−２１９７１５号公報 特開２００２−１３９７４６号公報

しかしながら、画面をスタンバイ状態にしたり、画面に焼付き防止パターンを表示したりすることにより焼付きを防ぐ方法では、これらの方法を実行する際にメモリ表示状態を一旦終了させることになる。これにより、スタンバイ状態や焼付き防止パターンの表示状態から復帰してメモリ表示していた画像を再表示するのに長い時間を要してしまう。このため、液晶表示素子の使用者が急に画面を見る必要がある場合等に不便である。

また、一定時間毎にメモリ表示状態を一旦中断してリフレッシュを行うことにより焼付きを防ぐ方法では、液晶表示素子はリフレッシュ動作に電力を消費してしまう。さらには、液晶表示素子の使用者が画面を見ている最中にリフレッシュ動作が実行されることにより表示が中断されてしまう。このため、使用者が不快感を覚えてしまうことがある。

本発明の目的は、メモリ表示状態を維持しつつ焼付きによる表示品質の低下を防ぐことのできる表示装置及びその駆動方法を提供することにある。

上記目的は、無電力下で表示が維持されたメモリ表示画像を表示する表示部と、前記メモリ表示画像の焼付きに起因して変化した前記表示部の表示特性を補正する補正データを生成する補正データ生成部と、前記表示部に次に表示させる次画像の画像データを前記補正データで補正して補正画像データを生成する補正画像データ生成部と、前記補正画像データで前記次画像を前記表示部に表示させる表示制御部とを有することを特徴とする表示装置によって達成される。

上記目的は、無電力下で表示が維持されたメモリ表示画像を表示部に表示し、前記メモリ表示画像の焼付きに起因して変化した前記表示部の表示特性を補正する補正データを生成し、前記表示部に次に表示させる次画像の画像データを前記補正データで補正して補正画像データを生成し、前記補正画像データで前記次画像を前記表示部に表示することを特徴とする表示装置の駆動方法によって達成される。

本発明によれば、メモリ表示状態を維持しつつ焼付きによる表示品質の低下を防ぐことができる表示装置を実現できる。

図１（ａ）は、表示部に画像を表示させた状態を模式的に示す図である。図１（ｂ）は、書換えた画像に焼付きが発生した状態を模式的に示す図である。 プレーナ状態で表示した画素とフォーカルコニック状態で表示した画素とのパルス応答性を示す図である。 表示日数と焼付度合との関係を示す図である。 各階調値におけるγ変化を示す図である。 コレステリック液晶をプレーナ状態として白色のメモリ表示画像を長時間表示した画素を各階調値に表示を書換えてからの経過日数とγ値との関係を示す図である。 コレステリック液晶をフォーカルコニック状態として黒色のメモリ表示画像を長時間表示した画素を各階調値に表示を書換えてからの経過日数とγ値との関係を示す図である。 コレステリック液晶を中間調状態として中間調のメモリ表示画像を長時間表示した画素を各階調値に表示を書換えてからの経過日数とγ値との関係を示す図である。 パルス応答性の相違をγ特性で模式的に示す図である。 焼付きによるγ特性の補正値を模式的に示す図である。 焼付きによるγ特性の補正結果を模式的に示す図である。 図１１（ａ）は、メモリ表示画像を示す図である。図１１（ｂ）は、次に表示させる次画像を示す図である。図１１（ｃ）は、当該次画像を表示画面に表示した状態を示す図である。 図１２（ａ）は、メモリ表示画像を示す図である。図１２（ｂ）は、次に表示させる次画像を示す図である。図１２（ｃ）は、次に表示させる補正された次画像を示す図である。図１２（ｄ）は、当該補正された次画像を表示画面に表示した状態を示す図である。 液晶表示素子の概略構成を示すブロック図である。 液晶表示素子を切断した断面を模式的に示す図である。 コレステリック液晶の電圧−反射率特性の一例を示す図である。 画素内の液晶層に印加される１選択期間分の電圧波形を示す図である。 液晶表示素子のγ補正処理による表示処理動作を説明するフローチャートである。 画像のγ補正処理を模式的に示す図である。 図１９（ａ）は、Ｂ表示部のＢ用液晶層がプレーナ状態におけるコレステリック液晶の液晶分子の配向状態を示す図である。また、図１９（ｂ）は、Ｂ表示部のＢ用液晶層がフォーカルコニック状態におけるコレステリック液晶の液晶分子の配向状態を示す図である。 各液晶層のプレーナ状態での反射スペクトルの一例を示す図である。

符号の説明

１ 液晶表示素子（表示装置）
１ａ 回路ブロック
１ｂ 表示ブロック
３ｂ Ｂ用液晶層
３ｇ Ｇ用液晶層
３ｒ Ｒ用液晶層
６ 表示部
６ｂ Ｂ表示部
６ｇ Ｇ表示部
６ｒ Ｒ表示部
７ｂ、７ｇ、７ｒ 上基板
９ｂ、９ｇ、９ｒ 下基板
１０ シール剤
１５ 可視光吸収層
１７ｂ、１７ｇ、１７ｒ 走査電極
１９ｂ、１９ｇ、１９ｒ データ電極
２５ 走査電極駆動回路
２７ データ電極駆動回路
２８ 電源部
３０ 制御部（表示制御部）
３２ 昇圧部
３３ 画像データ記憶部
３４ 電圧生成部
３５ レギュレータ
３８ タイマ
３９ 温度センサ
４０ 補正データ生成部
４１ 補正画像データ生成部
４２ 焼付判断要素データ生成部
４３ データ格納部

本発明の一実施の形態による表示装置及びその駆動方法の基本原理について図１乃至図１２を用いて説明する。
図１（ａ）は、表示部６に画像を表示させた状態を模式的に示している。図１（ｂ）は、表示部６を図１（ａ）に示す画像から他の画像に書換えた状態を模式的に示している。
図１（ａ）に示すように、表示画面の上半分の領域Ａ１のコレステリック液晶をプレーナ状態として白色を表示し、下半分の領域Ａ２のコレステリック液晶をフォーカルコニック状態として黒色を表示する。次に表示部６への電圧の供給を停止して無電力下の状態にする。無電力下にしても表示部６には、最初に表示した画像の表示が維持されて、メモリ表示画像として領域Ａ１に白色、領域Ａ２に黒色が表示され続ける。このメモリ表示状態を数日間から数週間維持させた後に、例えば、表示画面の全面に均一の中間調の次の画像を表示させる。すると、図１（ｂ）に示すように、領域Ａ１よりも領域Ａ２の方が暗めの画像が表示され、前の表示画像が焼付いて残像が生じる。焼付きに起因して表示部６の表示特性が変化することにより、領域Ａ１と領域Ａ２とでγ特性の相違が生じる。

図２は、プレーナ状態で表示した画素とフォーカルコニック状態で表示した画素とのパルス応答性を示す図である。図２において、横軸は電圧パルス数を表し、縦軸は明るさＹ値を表している。図中、◆印の点を結ぶ曲線Ｒ１は、図１の領域Ａ１の画素のパルス応答性を示し、■印の点を結ぶ曲線Ｒ２は、図１の領域Ａ２の画素のパルス応答性を示している。
図２では、例えば、通常の駆動時に表示部６に印加される電圧パルスよりパルス幅の小さいパルスを印加することにより、プレーナ状態からフォーカルコニック状態へ段階的に変化させている。図２に示すように、２つの領域Ａ１、Ａ２に同じパルス電圧を印加しても、プレーナ状態で表示した領域Ａ１よりもフォーカルコニック状態で表示した領域Ａ２の方が、明るさが暗い方に全体的にシフトした状態となることがわかる。

図３は、表示日数と焼付度合との関係を示す図である。図３において、横軸は無電力下で画像の表示を維持した表示日数を対数で表し、縦軸は図１の領域Ａ１と図１の領域Ａ２との明るさＹ値の差分ΔＹを表している。なお、ΔＹは、値が大きいほど領域Ａ２の明るさが暗い方にシフトしており、前に表示した画像が焼付いたことによる残像の発生が強く、焼付度合が大きいことを示す。図３に示すように、画像を連続して表示した表示日数が長い程、焼付度合が大きくなることがわかる。

このように、焼付きによって表示特性に変化が生じ、階調カーブそのものが変えられてしまう。以降、この階調カーブについて、定量的な指標の１つであるγ特性の変化を例に挙げて説明する。
図４は、各階調値におけるγ特性の変化（焼付き）を示す図である。図４において、横軸は入力（階調値）を表し、縦軸は出力（反射率相対値）を表している。プレーナ状態に対応する電圧をコレステリック液晶に印加して白色を長時間表示した画素に各階調値０〜１５の画像を次に表示させたときのγ特性を曲線Ｒ３で示している。白色の画像は階調値１５に対応する。階調値１１に対応する電圧をコレステリック液晶に印加して中間調を長時間表示した画素に各階調値０〜１５の画像を次に表示させたときのγ特性を曲線Ｒ４で示している。階調値７に対応する電圧をコレステリック液晶に印加して中間調を長時間表示した画素に各階調値０〜１５の画像を次に表示させたときのγ特性を曲線Ｒ５で示している。階調値３に対応する電圧をコレステリック液晶に印加して中間調を長時間表示した画素に各階調値０〜１５の画像を次に表示させたときのγ特性を曲線Ｒ６で示している。フォーカルコニック状態に対応する電圧をコレステリック液晶に印加して黒色を長時間表示した画素に各階調値０〜１５の画像を次に表示させたときのγ特性を曲線Ｒ７で示している。黒色の画像は階調値０に対応する。中間調を長時間表示したときに得られたγ特性を示す各曲線Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６は、曲線Ｒ３側から曲線Ｒ７にかけて、この順で示されている。図４では、階調値１５の画像（白色）を表示したときに得られたγ特性を基準（γ＝１）として、他の階調値の画像を表示して得られたγ特性が表されている。図４に示すように、プレーナ状態で長時間表示した画素のγ特性に対して、低い階調値で長時間表示した画素程、γ値の変化量は大きいことがわかる。このため、フォーカルコニック状態で表示した画素のγ値は低下の度合が大きい。また、中間調はプレーナ状態とフォーカルコニック状態との混在状態であるので、中間調で長時間表示した画素は、γ値の低下度合がプレーナ状態で表示した画素とフォーカルコニック状態で表示した画素との中間的な値となる。

図５は、コレステリック液晶をプレーナ状態として白色のメモリ表示画像を長時間表示した画素を各階調値の画像に表示を書換えてからの経過日数とγ値との関係を示す図である。図５において、横軸は経過日数を表し、縦軸はγ値を表している。γ値は、完全なプレーナ状態を１とし、完全なフォーカルコニック状態を０（ゼロ）としている。
図５では、コレステリック液晶がフォーカルコニック状態であり、黒色が表示される階調を階調値０とし、コレステリック液晶がプレーナ状態であり、白色が表示される階調を階調値１５として各階調値０〜１５の画像を表示した結果が示されている。これらの結果は、上から順に階調値１５の特性を示す曲線Ｒ８、階調値１１の特性を示す曲線Ｒ９、階調値７の特性を示す曲線Ｒ１０、階調値３の特性を示す曲線Ｒ１１、階調値０の特性を示す曲線Ｒ１２が示されている。図５に示すように、γ値は、階調値が大きい程、前に表示したメモリ表示画像としての白色（階調値１５）に近い値となっている。また、各階調のγ値は、表示を書換えてからの経過日数が少ない程プレーナ状態の値に近い。なお、図５に示すγ値の特性は一例であって、γ値の変化量は表示部６に用いられる液晶の材料やパネル構造によって大きく異なる。
図５から、暗い画像、すなわち、フォーカルコニック状態により近い画像程、経過日数とともにγ値が小さくなることがわかる。また、フォーカルコニック状態の暗い画像よりも中間調状態の画像を表示した画素の方が、γ値の低下度合が小さいことがわかる。

図６は、コレステリック液晶をフォーカルコニック状態として黒色のメモリ表示画像を長時間表示した画素を各階調値に表示を書換えてからの経過日数とγ値との関係を示す図である。図６において、図５と同様に、横軸は経過日数を表し、縦軸はγ値を表している。γ値は、完全なプレーナ状態を１とし、完全なフォーカルコニック状態を０（ゼロ）としている。
図６では、図５と同様に、コレステリック液晶がフォーカルコニック状態であり、黒色が表示されている階調を階調値０とし、コレステリック液晶がプレーナ状態であり、白色が表示されている階調を階調値１５として各階調値０〜１５の画像を表示した結果が示されている。これらの結果は、上から順に階調値１５の特性を示す曲線Ｒ１３、階調値１１の特性を示す曲線Ｒ１４、階調値７の特性を示す曲線Ｒ１５、階調値３の特性を示す曲線Ｒ１６、階調値０の特性を示す曲線Ｒ１７が示されている。図６に示すように、γ値は、階調値が大きい程、前に表示していたメモリ表示画像としての白色（階調値１５）に近い値となっている。また、各階調のγ値は、表示を書換えてからの経過日数が少ない程フォーカルコニック状態のγ値に近い。γ値の変化量は表示部６に用いられる液晶の材料やパネル構造によって大きく異なる。なお、γ値の変化量は材料やパネル構造によって大きく異なる。
図６から、明るい画像、すなわち、プレーナ状態により近い画像程、経過日数とともにγ値が大きくなることがわかる。また、フォーカルコニック状態の暗い画像よりも中間調状態の画像を表示した画素の方が、γ値の上昇度合が大きいことがわかる。

図７は、コレステリック液晶を中間調状態として中間調のメモリ表示画像を長時間表示した画素を各階調値に表示を書換えてからの経過日数とγ値との関係を示す図である。図７において、図５及び図６と同様に、横軸は経過日数を表し、縦軸はγ値を表している。γ値は、完全なプレーナ状態を１とし、完全なフォーカルコニック状態を０（ゼロ）としている。
図７では、図５及び図６と同様に、コレステリック液晶がフォーカルコニック状態であり、黒色が表示されている階調を階調値０とし、コレステリック液晶がプレーナ状態であり、白色が表示されている階調を階調値１５として各階調値０〜１５の画像を表示した結果が示されている。これらの結果は、上から順に階調値１５の特性を示す曲線Ｒ１８、階調値１１の特性を示す曲線Ｒ１９、階調値７の特性を示す曲線Ｒ２０、階調値３の特性を示す曲線Ｒ２１、階調値０の特性を示す曲線Ｒ２２が示されている。図７に示すように、γ値は、階調値が大きい程、前に表示していたメモリ表示画像としての白色（階調値１５）に近い値となっている。また、各階調のγ値は、表示を書換えてからの経過日数が少ない程、前に表示していた中間調のγ値に近い。γ値の変化量は表示部６に用いられる液晶の材料やパネル構造によって大きく異なる。なお、γ値の変化量は材料やパネル構造によって大きく異なる。
図７から、明るい画像、すなわち、プレーナ状態により近い画像程、経過日数とともにγ値が大きくなることがわかる。また、暗い画像、すなわち、フォーカルコニック状態により近い画像程、経過日数とともにγ値が小さくなることがわかる。さらに、中間調状態により近い画像程、経過日数にかかわらずγ値があまり変化しないことがわかる。

次に、本実施形態による焼付き画面における表示のγ補正処理について図８乃至１０を用いて説明する。
図８は、図２のパルス応答性の相違をγ特性で模式的に示している。図８において、横軸は入力（階調値）を表し、縦軸は出力（反射率相対値）を表している。図８では、領域Ａ１のγ特性を曲線Ｒ２３で示し、領域Ａ２のγ特性を曲線Ｒ２４で示している。なお、図８では、図１におけるプレーナ状態で表示した領域Ａ１を基準にしている。
表示部６には、焼付きによる残像が生じる。このため、図８からわかるように、領域Ａ１のγ特性を示す曲線Ｒ２３よりも領域Ａ２のγ特性を示す曲線Ｒ２４の方が入力に対する出力の値が中間調程小さくなることがわかる。階調値０及び階調値１５では焼付きによる残像が見え難いため、領域Ａ１の曲線Ｒ２３と領域Ａ２の曲線Ｒ２４とが略一致する。

図９は、図８における焼付きに起因して変化したγ特性を補正するための補正データを模式的に示している。この図において、横軸は補正前の階調値を表し、縦軸は補正後の階調値を表している。図９では、領域Ａ１のγ特性を曲線Ｒ２３で示し、領域Ａ２のγ特性の補正データを曲線Ｒ２５で示している。
図９は、図８のγ値の逆数によって算出した補正データを示している。補正データは図８に示す領域Ａ２のγ特性とは逆に、領域Ａ１のγ特性を示す曲線Ｒ２３よりも領域Ａ２のγ特性を示す曲線Ｒ２５の方が補正前に対する補正後の階調値が中間調程大きくなっている。

図１０は、焼付きに起因して変化したγ特性の補正結果を模式的に示している。図１０において、横軸は入力（階調値）を表し、縦軸は出力（反射率相対値）を表している。
図１０は、図９の補正データに基づいて図８のγ特性が補正されており、図２のパルス応答性の相違が解消されていることがわかる。すなわち、フォーカルコニック状態で表示した領域Ａ２の画素にγ値の逆数を使うγ逆補正を行うことにより、図１０に示すように、領域Ａ１の出力後の表示特性Ｒ２３と領域Ａ２の出力後の表示特性Ｒ２６とが一致し、焼付きによって変化した表示特性の変化量が補正データにより相殺される。これにより、焼付きに起因する残像が見えなくなる。本実施形態では、焼付きによって変化した表示特性の変化量を補正データにより相殺することによって、次に表示される画像の表示特性を補正し、焼付きに起因する残像の発生を低減することができる。

次に、表示部６に表示される画像を例示して、液晶表示素子（表示装置）の駆動方法の概要を説明する。
図１１は、従来の液晶表示素子の駆動方法の問題点を説明する図である。図１１（ａ）は、メモリ表示画像を示している。図１１（ｂ）は、次に表示させる次画像を示している。図１１（ｃ）は、当該次画像を表示画面に表示した状態を示している。
従来の駆動方法では、例えば、先ず、図１１（ａ）に示すように、表示パターンとして白黒の市松模様をメモリ表示画像として無電力下でメモリ表示して長時間表示する。
次に、図１１（ｂ）に示すように、最高階調と最低階調との中間の階調を背景とし、中央部に、線画の顔が配置された画像を表示させる。このとき、長時間メモリ表示された市松模様の黒色領域は、図８に曲線Ｒ２４で示す領域Ａ２のようなγ特性となり、表示部に焼付きに起因する残像として表示されてしまう。これにより、図１１（ｃ）に示すように、メモリ表示画像が表示された後に表示される画像は、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）の画像が合成されたような状態で表示されてしまう。すなわち、背景が均一な色にならず、元々表示されていた市松模様の白色が表示されていた領域の反射率が高く、黒色が表示されていた領域の反射率が低くなってしまう。

図１２は、本実施の形態の駆動方法を説明する図である。図１２（ａ）は、メモリ表示画像を示している。図１２（ｂ）は、次に表示させる次画像を示している。図１２（ｃ）は、次画像を補正するための補正画像データに基づく画像を示している。図１２（ｄ）は、当該補正画像データを用いて次画像を表示画面に表示した状態を示している。
本実施の形態の駆動方法では、例えば、先ず、図１２（ａ）に示すように、表示パターンとして白黒の市松模様をメモリ表示画像として無電力下でメモリ表示して長時間表示する。
次に、図１２（ｂ）に示すように、最高階調と最低階調との中間の階調を背景とし、中央部に、線画の顔が配置された画像を表示させる。
ここで、顔の画像データに基づく画像を次に表示させるときに、次に表示させる画像をγ補正する。図８に示すように、γ補正は、白色を基準として、白色部分のγ値を１としている。例えば、黒色部分が図８に曲線Ｒ２４で示す領域Ａ２のγ特性になると予測し、図９の曲線Ｒ２５に示すように、予測される領域Ａ２のγ値の逆数である補正データを生成する。次に、この補正データにより次画像の画像データを補正した補正画像データを生成する。この補正画像データは、図１２（ｃ）に示すように、顔の画像に市松模様の色の濃淡が反転した画像が合成されたような画像となるように生成される。すなわち、反射率が下がると予測される黒色の階調値を基の値よりも高くなるように補正しておく。
次に補正画像データを用いて画像を表示する。これにより、図１０に示すγ特性の補正結果と同様に、市松模様で黒色だった領域と白色だった領域とのγ特性が一致し、焼付きによって変化したγ特性の変化量が相殺される。このため、本実施形態に係る駆動方法によると、図１２（ｄ）に示すように、焼付きに起因する市松模様の残像のない、あるいは、残像の目立たない顔の画像を表示することができる。

本発明の一実施の形態による液晶表示素子について図１３乃至図１８を用いて説明する。本実施の形態では、コレステリック相を形成する、青（Ｂ）、緑（Ｇ）及び赤（Ｒ）用コレステリック液晶を用い、画像をメモリ表示画像としてメモリ表示可能な液晶表示素子を例にとって説明する。図１３は、本実施の形態による液晶表示素子の概略構成を示すブロック図である。また、図１４は、図１３に示す図中左右方向の平行な直線Ａ−Ａで表示部６を切断した断面を模式的に示している。
液晶表示素子１は、図１３に示すように、回路ブロック１ａと表示ブロック１ｂとを有している。回路ブロック１ａは、電源部２８と、画像データ記憶部３３と、タイマ３８と、温度センサ３９と、補正データ生成部４０と、補正画像データ生成部４１と、焼付判断要素データ生成部４２と、データ格納部４３と、制御部（表示制御部）３０とを有している。
一方、表示ブロック１ｂは、表示部６、走査電極駆動回路（ＣＯＭドライバ）２５及びデータ電極駆動回路（ＳＥＧドライバ）２７を有している。

電源部２８は、昇圧部３２と、電圧生成部３４と、レギュレータ３５とを有している。昇圧部３２は例えばＤＣ−ＤＣコンバータを有し、例えば、直流３Ｖ〜５Ｖの入力電圧を表示部６の駆動に必要な直流１０Ｖ〜４０Ｖ前後の電圧に昇圧する。
電圧生成部３４は、昇圧部３２で昇圧された電圧と入力電圧とを用いて、各画素の階調値や選択／非選択の別に応じて必要な複数レベルの電圧を生成する。
レギュレータ３５は、ツェナーダイオードやオペアンプ等を有し、電圧生成部３４で生成された電圧を安定化させ、表示ブロック１ｂに備えられた走査電極駆動回路２５及びデータ電極駆動回路２７に供給するようになっている。

制御部３０は、プロセッサ等を備え、液晶表示素子１全体を制御する。制御部３０は、走査電極駆動回路２５及びデータ電極駆動回路２７を介して表示部６の走査速度や駆動電圧を切換えて画像を表示したり、表示領域のリセット処理を実行したりする。
制御部３０は、走査電極駆動回路２５及びデータ電極駆動回路２７を介して、表示部６に駆動パルスを出力する。これにより、駆動パルスによる電圧が表示部６に印加され、制御部３０は表示部６を駆動させるようになっている。
制御部３０は、表示部６に略等間隔に配列された線状の走査電極１７ｂ、１７ｇ、１７ｒ（図１４参照）を順次走査する線順次駆動方式で表示部６を制御する。駆動パルスの電圧を印加する印加時間は、制御部３０が走査電極駆動回路２５の走査速度を制御して変更することによって変更される。このとき、制御部３０は、走査電極駆動回路２５の走査タイミングに同期させて画像データに基づく所定の電圧を表示部６に出力するようにデータ電極駆動回路２７を制御する。

制御部３０は、生成した駆動データをデータ読込みクロック信号に同期させて走査電極駆動回路２５及びデータ電極駆動回路２７に出力するようになっている。制御部３０は、走査電極駆動回路２５に駆動データを出力することによって走査速度を変更する。また、制御部３０は、スキャン／データモード信号、フレーム開始信号、パルス極性制御信号、データラッチ・スキャンシフト、ドライバ出力オフ等の制御信号を走査電極駆動回路２５及びデータ電極駆動回路２７に出力するようになっている。

画像データ記憶部３３は、システム側から入力された画像データを記憶し、画像データを補正画像データ生成部４１に出力する。

タイマ３８は、期間を計時するカウンタであり、例えば、表示部６にメモリ表示画像が表示されてからの経過期間を計時し、経過期間に基づく経過期間データを焼付判断要素データ生成部４２に出力する。
温度センサ３９は、表示部６の温度を検知し、検知した温度に基づく温度データを焼付判断要素データ生成部４２に出力する。なお、温度センサ３９は、表示部６が置かれた外部環境の温度を検知し、検知した外部環境の温度を表示部６の温度として焼付判断要素データ生成部４２に出力するようにしてもよい。

焼付判断要素データ生成部４２は、例えばＲＡＭ等を備え、画像が表示された表示部６の全ての画素に対応する焼付判断要素を検出する。本実施形態では、例えば、メモリ表示しているメモリ表示画像を表示した期間、メモリ表示画像を表示する際の表示部６の温度の履歴、表示されたメモリ表示画像の階調値等が焼付判断要素として用いられる。焼付判断要素データ生成部４２は、タイマ３８から出力された経過期間データ及び温度センサ３９から出力された温度データ、補正画像データ生成部４１から出力された補正画像データによりこれら焼付判断要素を取得する。焼付判断要素データ生成部４２は、取得した焼付判断要素に基づいて表示部６の全ての画素に対応する焼付判断要素データを生成し、生成した焼付判断要素データを補正データ生成部４０に出力する。

データ格納部４３は、例えばＲＯＭ等を備え、表示部６に表示した画像の焼付判断要素に応じて予測される表示部６への焼付度合に基づく特性データを例えば予め格納している。この特性データは、例えば、画像の表示期間や階調値等の焼付判断要素と、これらの焼付判断要素に応じて予測されるγ値の変化量、すなわち、画像の焼付度合とが対応付けられている。ここで、γ特性の変化量は表示部６の温度によっても変化する。このため、例えば、特性データは０〜５０℃を５℃刻みで刻んだ温度毎に形成されていることが好ましい。なお、液晶表示素子１が製造直後で、画像の表示をまだ行っていない場合には、表示部６の全画素のγ値は１に設定される。

特性データは、ＬＵＴ（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）化されて生成されている。これにより、データ格納部４３は、補正データ生成部４０の要求に応じた特性データを補正データ生成部４０に出力する。なお、特性データは、複数ある各表示部６ｒ、６ｇ、６ｂの特性を共通化して生成した方がデータ容量を削減できて好ましい。しかしながら、各表示部６ｒ、６ｇ、６ｂの特性が大きく異なる場合には、各表示部６ｒ、６ｇ、６ｂ毎に個別に形成した方が焼付きを防止するのに好ましい。

補正データ生成部４０は、画像データ記憶部３３から補正画像データ生成部４１に出力された画像データのγ特性等の表示特性を補正する補正データを生成する。補正データ生成部４０は、焼付判断要素データ生成部４２から焼付判断要素データを取得する。データ格納部４３に格納された特性データは、メモリ表示画像の焼付度合の判断に用いられ焼付判断要素データに基づいて得られた焼付判断要素と、焼付度合の予測値とが対応付けられている。補正データ生成部４０は、特性データを参照して、焼付判断要素に対応する予測値を取得する。補正データ生成部４０は、取得した予測値から表示部６の表示特性の変化量を算出する。このようにして、補正データ生成部４０は、メモリ表示画像の焼付きに起因して変化した表示部６の表示特性の変化量を相殺することにより表示特性を補正する補正データを生成する。この補正データは、全ての画素に対するγ値の補正値からなるマッピングデータとしてＬＵＴ化されて生成される。補正データ生成部４０は、生成した補正データを補正画像データ生成部４１に出力する。

補正画像データ生成部４１は、変換回路であり、画像データ記憶部３３から画像データを取得するとともに、補正データ生成部４０から補正データを取得する。補正画像データ生成部４１は、次に表示される次画像の画像データを補正データで補正し、次に表示させる画像におけるγ特性等の表示特性を補正して補正画像データを生成する。この補正画像データは、例えば、表示部６に形成された複数の画素のγ特性が各々略同じになるように生成されている。補正画像データの生成は、システム側から入力される画像データのビット数を走査電極駆動回路２５及びデータ電極駆動回路２７に対応するビット数に変換する階調変換処理に先立って行われる。生成された補正画像データは、制御部３０に出力されると共に、焼付判断要素データ生成部４２に出力される。制御部３０は、補正画像データ生成部４１から出力された補正画像データを用いて、表示部６に次に表示される次画像を表示させる。例えば、制御部３０は、表示部６を構成する各表示部６ｒ、６ｇ、６ｂに対応する次の画像の補正画像データに基づいて、表示部６を駆動させる駆動データを生成する。これにより、液晶表示素子１は、上述のように、焼付に起因する残像のない表示を表示部６に表示させることができる。

表示部６は、図１４に示すように、プレーナ状態で青色の光を反射するＢ用液晶層３ｂを備えたＢ表示部６ｂと、プレーナ状態で緑色の光を反射するＧ用液晶層３ｇを備えたＧ表示部６ｇと、プレーナ状態で赤色の光を反射するＲ用液晶層３ｒを備えたＲ表示部６ｒとを備えている。表示部６は、無電力下で画像の表示が維持されるメモリ表示でメモリ表示画像をメモリ表示することが可能である。Ｂ表示部６ｂ、Ｇ表示部６ｇ及びＲ表示部６ｒは、この順に光入射する表示面側から積層されている。

Ｂ表示部６ｂは、対向配置された一対の上下基板７ｂ、９ｂと、両基板７ｂ、９ｂ間の空間の外縁をシールするシール剤１０と、上下基板７ｂ、９ｂとシール剤１０とで密封された空間に注入されたＢ用液晶層３ｂとを有している。上方の基板７ｂ側が表示面であり、実線矢印で示すように、入射光Ｌは基板７ｂ上方から表示面に向かって入射するようになっている。なお、図１４では、基板７ｂ上方に観察者の目及びその観察方向（破線矢印）を模式的に示している。Ｂ用液晶層３ｂは、青色の光を選択的に反射するように平均屈折率ｎや螺旋ピッチｐが調整されたＢ用コレステリック液晶を有している。

Ｇ表示部６ｇは、対向配置された一対の上下基板７ｇ、９ｇと、両基板７ｇ、９ｇ間に封止されたＧ用液晶層３ｇとを有している。Ｇ用液晶層３ｇは、緑色の光を選択的に反射するように平均屈折率ｎや螺旋ピッチｐが調整されたＧ用コレステリック液晶を有している。

Ｒ表示部６ｒは、対向配置された一対の上下基板７ｒ、９ｒと、両基板７ｒ、９ｒ間に封止されたＲ用液晶層３ｒとを有している。Ｒ用液晶層３ｒは、赤色の光を選択的に反射するように平均屈折率ｎや螺旋ピッチｐが調整されたＲ用コレステリック液晶を有している。下基板９ｒ裏面には光吸収層１５が配置されている。

Ｂ、Ｇ、Ｒ用液晶層３ｂ、３ｇ、３ｒを構成する液晶組成物は、ネマティック液晶混合物にキラル性の添加剤、すなわち、カイラル材を数十ｗｔ％、例えば１０ｗｔ％〜４０ｗｔ％添加したコレステリック液晶である。ネマティック液晶にカイラル材を比較的大量に含有させると、ネマティック液晶分子の分子を入射光Ｌと干渉反射するように強く螺旋状に捻ったコレステリック相を形成することができる。コレステリック液晶はカイラルネマティック液晶とも称される。カイラル材の添加率はネマティック液晶成分とカイラル材との合計量を１００ｗｔ％としたときの値である。ネマティック液晶としては従来公知の各種のものを用いることができるが、コレステリック液晶組成物としての誘電率異方性Δεが２０≦Δε≦５０であることが好ましい。誘電率異方性Δεが２０以上であれば、使用可能なカイラル材の選択範囲は広くなる。また、誘電率異方性Δεが上記範囲より低すぎると、各液晶層３ｂ、３ｇ、３ｒの駆動電圧が高くなってしまう。一方、誘電率異方性Δεが上記範囲より高すぎると、表示部６としての安定性や信頼性が低下して画像欠陥や画像ノイズが発生し易くなる。

コレステリック液晶の屈折率異方性Δｎは画質を支配する重要な物性である。屈折率異方性Δｎの値は、０．１８≦Δｎ≦０．２４であることが好ましい。屈折率異方性Δｎがこの範囲より小さいと、プレーナ状態での各液晶層３ｂ、３ｇ、３ｒの反射率が低くなるので明るさが不足した暗い表示となる。一方、屈折率異方性Δｎが上記範囲より大きいと、液晶層３ｂ、３ｇ、３ｒはフォーカルコニック状態での散乱反射が大きくなるので、表示画面の色純度及びコントラストが不足してぼやけた表示になる。さらに、屈折率異方性Δｎが上記範囲より大きいと粘度が高くなるので、コレステリック液晶の応答速度は低下する。

コレステリック液晶の比抵抗ρの値は、１０^１０≦ρ≦１０^１３（Ω・ｃｍ）であることが好ましい。また、コレステリック液晶の粘性は低い方が低温時の電圧上昇やコントラスト低下を抑制できるので好ましい。

各表示部６ｂ、６ｇ、６ｒの積層構造において、プレーナ状態におけるＧ用液晶層３ｇでの旋光性と、Ｂ用及びＲ用液晶層３ｂ、３ｒでの旋光性とを異ならせているので、青と緑、及び緑と赤の反射スペクトルが重なる領域では、Ｂ用液晶層３ｂで右円偏光の光を反射させ、Ｇ用液晶層３ｇで左円偏光の光を反射させることができる。これにより、反射光の損失を低減させて、表示部６の表示画面の明るさを向上させることができる。

上基板７ｂ、７ｇ、７ｒ、及び下基板９ｂ、９ｇ、９ｒは、透光性を有することが必要である。本実施の形態では、２枚のガラス基板を用いている。また、ガラス基板に代えてポリカーボネート（ＰＣ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のフィルム基板を使用することもできる。本実施の形態では、上基板７ｂ、７ｇ、７ｒ、及び下基板９ｂ、９ｇ、９ｒはいずれも透光性を有しているが、最下層に配置されるＲ表示部６ｒの下基板９ｒは不透光性であってもよい。

Ｂ表示部６ｂの上基板７ｂのＢ用液晶層３ｂ側には、図１４の図中左右方向に延びる複数の帯状の走査電極１７ｂが並列して形成されている。また、下基板９ｂのＢ用液晶層３ｂ側には、複数の帯状のデータ電極１９ｂが走査電極１７ｂと略直交するように並列して形成されている。本実施の形態では、インジウム錫酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ；ＩＴＯ）からなる透明電極をパターニングしてストライプ状の複数の走査電極１７ｂ及び複数のデータ電極１９ｂが形成されている。両電極１７ｂ、１９ｂの形成材料としては、例えばＩＴＯが代表的であるが、その他インジウム亜鉛酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｃ Ｏｘｉｄｅ；ＩＺＯ）等の透明導電膜を用いることができる。

上下基板７ｂ、９ｂの電極形成面を法線方向に見て、両電極１７ｂ、１９ｂは、互いに交差して対向配置されている。両電極１７ｂ、１９ｂの各交差領域がそれぞれ画素（ピクセル）となる。複数の画素は両電極１７ｂ、１９ｂで画定されてマトリクス状に配列され、表示画面を形成している。

両電極１７ｂ、１９ｂ上には機能膜として、それぞれ絶縁性薄膜や液晶分子の配向安定化膜がコーティングされていることが好ましい。絶縁性薄膜は、電極１７ｂ、１９ｂ間の短絡を防止したり、ガスバリア層として表示部６の信頼性を向上させたりする機能を有している。また、配向安定化膜には、ポリイミド樹脂やアクリル樹脂等を用いることができる。本実施の形態では、例えば電極１７ｂ、１９ｂ上のそれぞれの基板全面には、配向安定化膜が塗布（コーティング）されている。配向安定化膜は絶縁性薄膜と兼用されてもよい。

上下基板７ｂ、９ｂの外周囲に塗布されたシール剤１０により、Ｂ用液晶層３ｂは両基板７ｂ、９ｂ間に封入されている。また、Ｂ用液晶層３ｂの厚さ（セルギャップ）は均一に保持する必要がある。所定のセルギャップを維持するには、樹脂製又は無機酸化物製の球状スペーサをＢ用液晶層３ｂ内に散布したり、表面に熱可塑性の樹脂がコーティングされた柱状スペーサをＢ用液晶層３ｂ内に複数形成したりする。本実施の形態の表示部６においても、Ｂ用液晶層３ｂ内にスペーサ（不図示）が挿入されてセルギャップの均一性が保持されている。Ｂ用液晶層３ｂのセルギャップｄは、３μｍ≦ｄ≦６μｍの範囲であることが好ましい。

Ｇ表示部６ｇ及びＲ表示部６ｒはＢ表示部６ｂと同様の構造を有しているため、説明は省略する。Ｒ表示部６ｒの下基板９ｒの外面（裏面）には、可視光吸収層１５が設けられている。このため、Ｂ、Ｇ、Ｒの各液晶層３ｂ、３ｇ、３ｒの全てがフォーカルコニック状態の際に、表示部６の表示画面には黒色が表示される。なお、可視光吸収層１５は必要に応じて設ければよい。

上基板７ｂ、７ｇ、７ｒには、複数の走査電極１７ｂ、１７ｇ、１７ｒを個別に駆動する走査電極用ドライバＩＣが実装された走査電極駆動回路２５（図１３参照）が接続されている。また、下基板９ｂ、９ｇ、９ｒには、複数のデータ電極１９ｂ、１９ｇ、１９ｒを個別に駆動するデータ電極用ドライバＩＣが実装されたデータ電極駆動回路２７（図１３参照）が接続されている。これらの駆動回路２５、２７は、制御部３０から出力された駆動データとレギュレータ３５から供給された電圧とに基づいて、パルス状の走査信号やデータ信号を含む駆動パルスを生成する。駆動回路２５、２７は、生成した駆動パルスを所定の走査電極１７ｂ、１７ｇ、１７ｒあるいはデータ電極１９ｂ、１９ｇ、１９ｒに出力するように設けられている。

液晶表示素子１に入出力装置及び全体を統括制御する制御装置（いずれも不図示）を設けることにより、電子ペーパーが構成される。当該電子ペーパーは、電子端末機器の表示装置として用いることができる。当該電子端末機器は、表示システムの表示装置として用いることができる。

図１５は、コレステリック液晶の電圧−反射率特性の一例を示す図である。横軸はコレステリック液晶に印加される電圧値（Ｖ）を表し、縦軸はコレステリック液晶の反射率（％）を表している。図１６に示す実線の曲線Ｐは、初期状態がプレーナ状態におけるコレステリック液晶の電圧−反射率特性を示し、破線の曲線ＦＣは、初期状態がフォーカルコニック状態におけるコレステリック液晶の電圧−反射率特性を示している。

図１６（ａ）はプレーナ状態に駆動される画素の液晶層３ｂ、３ｇ、３ｒに印加される実効パルスの一例を示し、図１６（ｂ）はフォーカルコニック状態に駆動される画素の液晶層３ｂ、３ｇ、３ｒに印加される電圧波形の一例を示している。これら実効パルスは走査電極駆動回路２５及びデータ電極駆動回路２７によって印加される。

プレーナ状態に駆動される画素では、図１６（ａ）に示すように、走査電極駆動回路２５及びデータ電極駆動回路２７が画素の液晶層３ｂ、３ｇ、３ｒに＋３２Ｖの電圧を印加して、液晶層３ｂ、３ｇ、３ｒに強い電界を生じさせると、液晶分子の螺旋構造は完全に解け、全ての液晶分子の長軸方向が電界の向きに従うホメオトロピック状態になる。次に、ホメオトロピック状態の液晶から電界を急激に除去すると、液晶の螺旋軸は電極表面に垂直になり、螺旋ピッチに応じた波長の光を選択反射するプレーナ状態になる。すなわち、図１５に示すように、液晶層３ｂ、３ｇ、３ｒは±３２Ｖ（≒ＶＰ０）のパルス電圧が印加されるとプレーナ状態になり、当該画素は明状態になる。

一方、フォーカルコニック状態に駆動される画素では、図１６（ｂ）に示すように、駆動回路２５、２７が画素の液晶層３ｂ、３ｇ、３ｒに＋２４Ｖの電圧を印加して、液晶層３ｂ、３ｇ、３ｒに液晶分子の螺旋構造が完全には解けない程度の比較的弱い電界を生じさせた後に電界を除去した場合、あるいは強い電界を液晶層３ｂ、３ｇ、３ｒに生じさせた後に電界を緩やかに除去した場合には、液晶の螺旋軸は電極表面に平行になり、入射光を透過するフォーカルコニック状態になる。すなわち、図１５に示すように、液晶層３ｂ、３ｇ、３ｒは±２４Ｖ（＜ＶＦ１００ｂ）のパルス電圧が印加されるとフォーカルコニック状態になり、当該画素は暗状態になる。

中間的な強さの電界を与え、与えている電界を急激に除去すると、プレーナ状態とフォーカルコニック状態とが混在し、中間調の表示が可能となる。
中間調を表示するためには、ＶＦ１００ｂ（例えば２６Ｖ）とＶＰ０（例えば３２Ｖ）との間の電圧値、又はＶＦ０（例えば６Ｖ）とＶＦ１００ａ（例えば２０Ｖ）との間の電圧値が用いられる。これらの電圧値のパルス電圧が液晶に印加されるように駆動回路２５、２７が駆動パルスを走査電極及びデータ電極にそれぞれ印加することにより、液晶の配向状態がプレーナ状態とフォーカルコニック状態とが混在した状態になり、中間調の表示が可能になる。ＶＦ０とＶＦ１００ａとの間の電圧値を用いて中間調を表示する場合には、液晶の初期状態をプレーナ状態にしなければならない制約があるが、中間調での表示ムラが小さく、良好な表示品質が得られる。一方、ＶＦ１００ｂとＶＰ０との間の電圧値を用いて中間調を表示する場合には、中間調での表示ムラがやや大きくなる他、汎用のドライバＩＣではクロストークを抑制するための制御が難しくなるが、書込み時間を短縮できる利点がある。

フォーカルコニック状態（透明状態）からプレーナ状態（反射状態）への切り替えでは、コレステリック液晶に所定の高電圧ＶＰ１００（例えば、３２Ｖ）を数ｍｓから数十ｍｓの間印加する。強い電界が生じると、液晶分子の螺旋構造は完全にほどけ、全ての液晶分子が電界の向きに従うホメオトロピック状態になる。次に、液晶印加電圧ＶＰ１００を急激にほぼゼロまで下げると、液晶分子は螺旋軸が両電極に対してほぼ垂直な方向に向く螺旋状態になり、螺旋ピッチに応じた光を選択的に反射するプレーナ状態になる。

一方、プレーナ状態（反射状態）からフォーカルコニック状態（透明状態）への切り替えでは、コレステリック液晶に、ＶＰ１００ａとＶＰ１００ｂとの間の所定の電圧ＶＦ１００（例えば、２４Ｖ）を数ｍｓから数十ｍｓの間印加した後、液晶印加電圧ＶＦ１００を急激にほぼゼロまで下げる。すなわち、液晶分子の螺旋構造が解けない程度の弱い電界の形成後に電界を除去する。
液晶分子は螺旋軸が両電極に対してほぼ平行な方向に向く螺旋状態になり、入射光を透過するフォーカルコニック状態になる。なお、ＶＰ１００の電圧を印加して、液晶層に強い電界を生じさせた後に、緩やかに電界を除去しても、コレステリック液晶をフォーカルコニック状態にすることができる。

中間調表示は、図１５のプレーナ状態からフォーカルコニック状態へ向かう電圧値ＶＦ０〜ＶＦ１００ａの間のカーブ、または、フォーカルコニック状態からホメオトロピック状態へ向かう電圧値ＶＦ１００ｂ〜ＶＰ０の間のカーブを用いて行うことができ、電圧の大きさ及び電圧の印加時間のうち、少なくとも一方を変えることにより任意の中間濃度が得られる。

図１５に示すコレステリック液晶の電圧−反射率特性は、印加するパルス電圧のパルス幅を一定にして得られているが、パルス電圧のパルス幅を変更することによっても、コレステリック液晶の累積応答特性を得ることができる。例えば、ＶＦ０〜ＶＦ１００ａの電圧範囲内において、電圧値は同じだがパルス幅の異なる２種類のパルス電圧を印加する場合、相対的にパルス幅の長いパルス電圧の印加の方が、パルス幅の短いパルス電圧の印加より反射率をより低くすることができる。

表示の焼付き現象は、プレーナ状態（反射状態）を一定時間続けたときと、フォーカルコニック状態（透明状態）を一定時間続けたときとで、液晶の応答性が変化し、表示の濃度差が現れることにより残像が現れる現象であると考えられる。この表示の濃度差は、電圧が高く、かつ、電圧を印加する印加時間が短い駆動パルスを液晶に印加する程大きく、また、特に中間調表示時に大きいと考えられる。

次に、γ補正処理による表示処理動作を図１３及び図１７を用いて説明する。
先ず、表示部６に次に表示させる次画像の画像データが液晶表示素子１のシステム側から画像データ記憶部３３に入力される（ステップＳ１）。この画像データは、例えば、赤色、緑色及び青色が各８ｂｉｔで構成されている。

画像データが入力されると、制御部３０は、γ補正処理を実行する（ステップＳ２）。このγ補正処理が実行されると、補正データ生成部４０は、今まで表示していた前回のメモリ表示画像の焼付判断要素データを焼付判断要素データ生成部４２から取得し、データ格納部４３から取得した特性データを参照する。これにより、補正データ生成部４０は、前回の画像の焼付判断要素及び焼付度合の予測値に基づいて補正データを生成し、補正画像データ生成部４１に出力する。補正画像データ生成部４１は、補正データを取得すると、次画像の画像データと補正データとに基づいてγ変換処理を行って補正画像データを生成する。補正画像データ生成部４１は、補正画像データを生成すると、生成した補正画像データを制御部３０に出力する。補正画像データは、例えば、赤色、緑色及び青色の合計２４ｂｉｔ（各色８ｂｉｔ）で構成されている。

制御部３０は、補正画像データを取得すると、補正画像データの階調変換処理を実行する（ステップＳ３）。これにより、制御部３０は、赤色、緑色及び青色が各８ｂｉｔで構成されていた補正画像データを赤色、緑色及び青色が各４ｂｉｔで構成された補正画像データに変換する。さらに、制御部３０は、各４ｂｉｔの補正画像データを走査電極駆動回路２５及びデータ電極駆動回路２７が表示部６を駆動できる駆動データに変換する。この階調変換処理は、変換誤差を補償できる誤差拡散法を用いることが好ましい。なお、本実施形態では、４０９６色への階調変換処理を実行する前にγ補正処理は行われているが、階調変換処理を実行した後に行ってもよい。階調変換処理を実行した後にγ補正処理を行った場合には、階調数が少なくなって粗くなっていることにより、補正精度が低下してしまう。このため、γ補正処理は、階調変換処理を実行する前に行った方が、多くの階調数、例えば、２５６階調で画像データを補正することができるため、高い補正精度を保持することができて好ましい。

階調変換処理により駆動データが得られると、得られた駆動データは制御部３０によって走査電極駆動回路２５及びデータ電極駆動回路２７に入力される（ステップＳ４）。

駆動データが入力されると、走査電極駆動回路２５及びデータ電極駆動回路２７は、入力された駆動データに基づいて表示部６に電圧を印加する。これにより、表示部６に次画像が書き込まれて表示される（ステップＳ５）。なお、表示部６に次画像が表示されると、必要に応じて画像の表示に関わるほとんどの回路への電力の供給が遮断される。遮断後は、主に、タイマ３８、温度センサ３９及び補正画像データ生成部４１のみ駆動させる省電力モードに液晶表示素子１は移行する。液晶表示素子１は、消費電力を最小限に抑えつつメモリ表示期間や表示部６の温度履歴等の、補正に必要なデータをメモリ表示期間中に取得できる。これにより、液晶表示素子１は、次の画像が入力されたときにメモリ表示期間中に取得されたデータを用いて補正できるので、表示部６に画像を表示するまでの時間を短くすることができる。

図１８は、表示部６に画像が一度も表示されていない液晶表示素子１における画像のγ補正処理を模式的に示している。
画像が一度も表示されていない例えば初期出荷状態では、液晶表示素子１はγ＝１と設定されている。このため、補正画像データ生成部４１に入力された画像Ａの画像データは補正前後でデータが変わらない。補正画像データ生成部４１は画像データを実質的に補正せずに補正画像データとして制御部３０に出力する。制御部３０は、取得した補正画像データに基づいて画像Ａを表示部６に表示させる。このとき、補正画像データ生成部４１から制御部３０に出力される画像Ａの画像データは、焼付判断要素データ生成部４２にも出力される。
次に、表示部６を無電力状態とし、画像Ａをメモリ表示画像として表示させた状態で例えば３日間経過させる。ここで、次に表示させる画像としての画像Ｂの画像データが画像データ記憶部３３に入力されると、制御部３０は、補正データ生成部４０に補正データを生成させる。

補正データ生成部４０は、焼付判断要素データ生成部４２から画像Ａのメモリ表示期間等を含む焼付判断要素データを取得すると共に、データ格納部４３から特性データを取得する。各画素は、表示された画像Ａの階調値やメモリ表示期間等に応じてγ値が変化しており、補正データ生成部４０は、取得した焼付判断要素データと特性データとを参照し、補正データとしてのγマップＡを形成する。γマップＡはＬＵＴ化されている。補正データ生成部４０は、γマップＡを補正画像データ生成部４１に出力する。補正画像データ生成部４１はγマップＡに基づいて画像Ｂの画像データを補正し、表示特性が補正されて画像Ｂを表示するための補正画像データを生成する。制御部３０は、表示特性が補正された画像Ｂの補正画像データに基づいて、画像Ａが表示された表示部６を画像Ｂに書換えて表示させる。これにより、表示部６には、画像Ａの焼付による残像のない画像Ｂが表示される。このとき、補正画像データ生成部４１から制御部３０に出力される画像Ｂの補正画像データは、焼付判断要素データ生成部４２にも出力される。

次に、表示部６を無電力状態とし、画像Ｂをメモリ表示画像として表示させた状態で例えば１０日間経過させる。ここで、次に表示させる画像としての画像Ｃの画像データが画像データ記憶部３３に入力されると、制御部３０は補正データ生成部４０に補正データを生成させる。

補正データ生成部４０は、焼付判断要素データ生成部４２から画像Ｂのメモリ表示期間等を含む焼付判断要素データを取得すると共に、データ格納部４３から特性データを取得する。各画素は、表示された画像Ｂの階調値やメモリ表示期間等に応じてγ値が変化しており、補正データ生成部４０は、取得した焼付判断要素データと特性データとを参照し、補正データとしてのγマップＢを形成する。γマップＢはＬＵＴ化されている。補正データ生成部４０は、γマップＢを補正画像データ生成部４１に出力する。補正画像データ生成部４１はγマップＢに基づいて画像Ｃの画像データを補正し、表示特性が補正された画像Ｃを表示するため補正画像データを生成する。制御部３０は、表示特性が補正された画像Ｃの補正画像データに基づいて、画像Ｂが表示された表示部６を表示特性に書換えて表示させる。これにより、表示部６には、画像Ｂの焼付による残像のない画像Ｃが表示される。このとき、補正画像データ生成部４１から制御部３０に出力される画像Ｃの補正画像データは、焼付判断要素データ生成部４２にも出力される。

同様に、無電力状態とし、画像Ｃをメモリ表示画像として表示させた状態で例えば５日間経過させる。ここで、次に表示させる画像の画像データが画像データ記憶部３３に入力されると、制御部３０は、補正データ生成部４０に補正データを生成させる。

補正データ生成部４０は、焼付判断要素データ生成部４２から画像Ｂのメモリ表示期間等を含む焼付判断要素データを取得すると共に、データ格納部４３から特性データを取得する。各画素は、表示された画像Ｃの階調値やメモリ表示期間等に応じてγ値が変化しており、補正データ生成部４０は、取得した焼付判断要素データと特性データとを参照し、補正データのγマップＣを形成する。γマップＣはＬＵＴ化されている。以下、表示部６の表示を画像Ｂあるいは画像Ｃに書換えるときと同様の処理を実行する。

本実施形態によると、液晶表示素子１は、表示部６における焼付きに起因するγ特性の変化を相殺するように、次に表示させる画像の画像データを補正し、補正後の画像データである補正画像データで次の画像を表示させる。これにより、液晶表示素子１は、リフレッシュ動作等により画像の表示を中断することなく焼付に起因する残像を防止できる。このため、液晶表示素子１は、メモリ表示状態を維持しつつ焼付きによる表示品質の低下を防ぐことができる。

以上、実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
上記実施の形態では、表示部６にコレステリック液晶による表示方式を用いているが、本発明はこれに限定されない。表示部に用いられる表示方式としては、電気泳動方式やツイストボール方式等、その他のメモリ性を伴う表示方式であってもよい。

また、上記実施の形態では、次に表示させる次画像の表示特性を現在表示している画像の焼付判断要素に基づいて補正しているが、本発明はこれに限られず、現在表示している画像よりも前に表示した過去の画像の焼付判断要素に基づいて補正してもよい。

さらに、上記実施の形態では、表示部６ｂ、６ｇ、６ｒが積層された３層構造の液晶表示素子１を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限られず、１層、２層又は４層以上の構造の液晶表示素子にも適用できる。

メモリ表示状態を維持しつつ焼付きによる表示品質の低下を防ぐことができるので、メモリ性を有する表示部を備えた種々の表示素子に適用できる。

Claims (6)

1. 無電力下で表示が維持されたメモリ表示画像を表示する表示部と、
   前記メモリ表示画像の焼付きに起因して変化した前記表示部の表示特性の変化量を相殺するように前記表示特性を補正する補正データを生成する補正データ生成部と、
   前記表示部に次に表示させる次画像の画像データを前記補正データで補正して補正画像データを生成する補正画像データ生成部と、
   前記補正画像データで前記次画像を前記表示部に表示させる表示制御部とを有し、
   前記補正データ生成部は、前記メモリ表示画像の焼付度合の判断に用いる焼付判断要素として前記メモリ表示画像を表示した期間を用い、前記焼付判断要素と前記焼付度合の予測値とが対応付けられた特性データを参照して、前記予測値を取得し、取得した前記予測値から前記変化量を算出すること
   を特徴とする表示装置。
2. 請求項１記載の表示装置において、
   前記表示特性は、階調カーブであること
   を特徴とする表示装置。
3. 請求項２記載の表示装置において、
   前記補正画像データは、前記表示部に複数形成された画素の前記階調カーブが各々略同じになるように生成されること
   を特徴とする表示装置。
4. 無電力下で表示が維持されたメモリ表示画像を表示部に表示し、
   前記メモリ表示画像の焼付きに起因して変化した前記表示部の表示特性の変化量を相殺するように前記表示特性を補正する補正データを生成し、
   前記補正データを生成するに際し、前記メモリ表示画像の焼付度合の判断に用いる焼付判断要素として前記メモリ表示画像を表示した期間を用い、前記焼付判断要素と前記焼付度合の予測値とが対応付けられた特性データを参照して、前記予測値を取得し、取得した前記予測値から前記変化量を算出し、
   前記表示部に次に表示させる次画像の画像データを前記補正データで補正して補正画像データを生成し、
   前記補正画像データで前記次画像を前記表示部に表示すること
   を特徴とする表示装置の駆動方法。
5. 請求項４記載の表示装置の駆動方法において、
   前記表示特性は、階調カーブであること
   を特徴とする表示装置の駆動方法。
6. 請求項５記載の表示装置の駆動方法において、
   前記補正画像データは、前記表示部に複数形成された画素の前記階調カーブが各々略同じになるように生成されること
   を特徴とする表示装置の駆動方法。

Images